DE923208C

DE923208C - Process for electrical resistance welding

Info

Publication number: DE923208C
Application number: DEA10945D
Authority: DE
Inventors: Eberhard Rietsch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-11-23
Filing date: 1940-11-23
Publication date: 1955-02-07

Description

Verfahren zum elektrischen Widerstandsschweißen Beim elektrischen Widerstandsschweißen, wie z. B. beim Punkt- und .Nahtschweißen und auch Stumpfschweißen, ergibt sich durch die für den Schweißvorgang erforderliche Wärmeentwicklung oft eine Umbildung im Gefüge -des schweißtechnisch zu bearbeitenden Werkstoffes. Diese Gefügeumbildung ist des öfteren nicht erwünscht, zumal durch solche Umbildungen Eigenschaften des Werkstoffes entstehen, die diesen für bestimmte Zwecke unbrauchbar machen.Method for electrical resistance welding When electrical Resistance welding, such as B. in spot and seam welding and butt welding, often results from the heat development required for the welding process a transformation in the structure of the material to be processed by welding. These Structural remodeling is often not desired, especially as a result of such remodeling Properties of the material arise that make it unusable for certain purposes do.

Es ist vorgeschlagen worden, der Schweißstelle durch die Elektroden einen niederfrequenten Schweißstrom und einen diesem überlagerten Hochfrequenzstrom zuzuführen. Damit konnte erreicht werden, eine Gefügeumbildung der Werkstücke zu vermindern. Vorliegende Erfindung schlägt eine andere Lösung dieser Aufgabe vor, wobei es sich gezeigt hat, daß damit die Verhinderung der Gefügeumbildung besser beherrscht wird.It has been suggested that the weld is made by the electrodes a low-frequency welding current and a high-frequency current superimposed on this to feed. This made it possible to remodel the structure of the workpieces Reduce. The present invention proposes another solution to this problem, it has been shown that this improves the prevention of structural remodeling is controlled.

Die Erfindung bezieht sich deshalb auf ein Verfahren zum elektrischen Widerstandsschweißen und besteht darin, daß neben dem zur Wärmeerzeugung verwendeten Schweißstrom normaler Frequenz ein Hochfrequenzmagnetfluß durch die Werkstücke geleitet wird. Der Magnetfluß hat bei dem Verfahren nach der Erfindung die Aufgabe, auf das Werkstück, insbesondere auf die Schweißstelle, metallurgisch einzuwirken. Für den eigentlichen Schweißvorgang wird dagegen ein Strom normaler Frequenz verwendet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß sehr große Querschnitte der schweißtechnischen Verarbeitung zugänglich gemacht werden können. Fernerhin können Schweißmaschinen mit großer Ausladung ohne weiteres verwendet werden. Die Erfolge, welche mit dieser Anordnung erzielt werden, beruhen unter anderem auch auf der nunmehr möglichen, galvanischen Trennung von niederfrequentem und hochfrequentem Belastungskreis.The invention therefore relates to a method for electrical Resistance welding and consists in that in addition to that used to generate heat Welding current of normal frequency, a high frequency magnetic flux passed through the workpieces will. The magnetic flux has the task of the method according to the invention To act metallurgically on the workpiece, in particular on the welding point. For the In contrast, a current of normal frequency is used for the actual welding process. This has the advantage that very large cross-sections of the welding Processing can be made accessible can. Furthermore you can Welding machines with a large overhang can easily be used. The successes which are achieved with this arrangement are based, among other things, on the now possible galvanic separation of low-frequency and high-frequency load circuit.

In besonders vorteilhafter Weise ist gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung die zeitliche Dauer des Hochfrequenzmagnetflusses einstellbar. Die Zeitdauer des Magnetflusses wird vorzugsweise größer als die des Schweißstromes normaler Frequenz gewählt.According to a further idea, it is particularly advantageous According to the invention, the duration of the high-frequency magnetic flux can be adjusted. the The duration of the magnetic flux is preferably greater than that of the welding current normal frequency selected.

In besonderen Fällen kann es fernerhin auch vorteilhaft sein, einen periodisch unterbrochenen Hochfrequenzmagnetfluß durch die Werkstücke zu leiten. Weiterhin kann auch noch ein periodisch unterbrochener Schweißstrom von normaler Frequenz zur Anwendung kommen. In einem solchen Fall ist es dann besonders :günstig, jedem Schweißstromstoß einen Hochfrequenzmagnetflußstoß folgen zu lassen. Es ergibt sich alsdann: während der Erstarrungszeit der flüssigen Schmelze an der Schweißstelle eine gute Nachbehandlung durch den Hochfrequenzmagnetfluß.In special cases it can also be advantageous to use a to conduct periodically interrupted high-frequency magnetic flux through the workpieces. Furthermore, a periodically interrupted welding current of normal Frequency are used. In such a case it is then particularly: cheap, to follow each welding current surge with a high frequency magnetic flux surge. It results then: during the solidification time of the liquid melt at the welding point a good aftertreatment by the high frequency magnetic flux.

Es kann aber auch in anderen Fällen wiederum von besonderem Vorteil sein, wenn neben der Anwendung eines Hoehfrequenzmagnetflusses noch Hochfrequenzstrom unmittelbar durch die Werkstücke geleitet wird. Dieser zusätzlich durch die Werkstücke geleitete Hochfrequenzstrom kann ebenfalls periodisch unterbrochen sein. Er kann mit dem Hochfrequenzmagnetfluß gleichzeitig wirken, Hochfrequenzstrom und Hochfrequenzmagnetfiuß können aber auch abwechselnd auf die Schweißstelle einwirken.However, it can also be of particular advantage in other cases if, in addition to the application of a high frequency magnetic flux, high frequency current is also used is passed directly through the workpieces. This also through the workpieces Conducted high-frequency current can also be interrupted periodically. He can act with the high frequency magnetic flux at the same time, high frequency current and high frequency magnetic flux but can also act alternately on the welding point.

Zur Erzeugung der Hochfrequenz können an sich die bekannten Mittel zur Erzeugung von Hochfrequenz verwendet werden. Es ist jedoch auch vorteilhaft, zur Schweißstromerzeugung zwei Modulatoren nach Patent 695 85o zu verwenden und die Hochfrequenz durch Aussieben der Nutenfrequenz eines der beiden Modulatoren zu erzeugen. Es kann jedoch auch der Hochfrequenzstrom durch mehrstufige ruhende Frequenzvervielfachung aus dem Schweißstrom erzeugt werden. Schließlich kann auch noch die ruhende Frequenzvervielfachurng bei der aus einem der Modulatoren nach Patent 695 85o ausgesiebten Hochfrequenz in Anwendung kommen.The means known per se can be used to generate the high frequency can be used to generate high frequency. However, it is also beneficial to use two modulators according to patent 695 85o to generate welding current and the high frequency by filtering out the slot frequency of one of the two modulators to create. However, it can also be the high-frequency current through multi-stage dormant Frequency multiplication can be generated from the welding current. Finally can too nor the dormant frequency multiplication from one of the modulators Patent 695 85o screened out high frequency come into use.

Für den Fall, daß neben .dem Hochfrequenzmagnetfluß ein Hochfrequenzsitrom zur Anwendung kommt, muß verhindert werden, daß einerseits die Hochfrequenz in die Stromkreise normaler Frequenz, andererseits der Schweißstrom in die Hochfrequenzstromkreise eindringt. In vorteilhafter Weise sind aber gemäß der weiteren Erfindung Sperrkreise vorgesehen. So liegt-z. B. in der Hochfrequenzleitung eine auf Stromresonanz für die Niederfrequenz abgestimmteParallelschaltung einer Induktivität und eines Kondensators. In gleicher Weise ist in der Niederfrequenzleitung ein auf Resonanz abgestimmter Sperrkreis angeordnet, desesn Eigenfrequenz gleich der des Hochfrequenznetzes ist. Es kann gegebenenfalls besonders vorteilhaft sein, wenn der Sperrkreis für die Hochfrequenz durch eine der Schweißtransformatorspulen und einen Kondensator gebildet wird.In the event that in addition to .dem high frequency magnetic flux a high frequency sitrom is used, must be prevented on the one hand, the high frequency in the Normal frequency circuits, on the other hand the welding current in the high frequency circuits penetrates. However, according to the further invention, blocking circuits are advantageously used intended. So lies-z. B. in the high-frequency line a current resonance for the low frequency tuned parallel connection of an inductor and a capacitor. In the same way, one tuned to resonance in the low frequency line Arranged trap circuit, desesn natural frequency is equal to that of the high-frequency network. It can be particularly advantageous if the trap circuit for the high frequency is formed by one of the welding transformer coils and a capacitor.

Bedingt die besondere Konstruktion der Schweißmaschine, daß die Schweißstromzuleitungen bzw. die Arme,der Schweißmaschine unbedingt auch als Zuleitung für die durch die Werkstücke zu schickende Hochfrequenz dienen müssen, so ist es vorteilhaft, ih der Schweißstromzuleitung einen Stromwandler anzuordnen, an dessen Sekundärwicklung ein vorzugsweise veränderbarer Kondensator angeschlossen wird.The special construction of the welding machine requires that the welding current leads or the arms of the welding machine as a supply line for the through the Workpieces to be sent must serve high frequency, so it is advantageous to ih the Welding current supply line to arrange a current transformer on its secondary winding a preferably variable capacitor is connected.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i zwei Punktelektroden mit den dazwischen angeordneten zu verschweißenden Werkstücken und zwei den Hochfrequenzmagnetfluß erzeugende Spulen, Fig.2 eine Schaltanordnung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig.3 die Schaltanordnung für den Fall, daß sowohl ein Hochfrequenzstrom als auch ein Hochfrequenzmagnetfluß zur Anwendung kommt.In the drawing, the subject matter of the invention is illustrated, for example, namely Fig. 1 shows two point electrodes with the interposed to be welded Workpieces and two coils generating the high-frequency magnetic flux, FIG. 2 shows a switching arrangement for carrying out the method according to the invention and FIG. 3 the switching arrangement for the case that both a high frequency current and a high frequency magnetic flux for Application comes.

Die in der Fig. i dargestellten Punktelektroden i und :2 sind auf .die miteinander zu verschweißenden Werkstücke 3 und 4 aufgesetzt. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren fließt von der Elek-.trode i über die Werkstücke 3 und 4 zur Elektrode 2 der Schweißstrom von normaler Frequenz. In die Spulen 5 und 6, die einen Eisenkern umgeben, wird Hochfrequenzenergie geleitet, so daß ein Hochfrequenzmagnetfluß entsteht, der .die Schweißstelle durchsetzt. Die Anordnung der Hochfrequenzmagnetspulen kann auch eine andere sein. So können z. B. noch zwei weitere Spulen Verwendung finden. Auch die Neigung der Spulenachse zu den Werkstücken kann verschieden gewählt werden.The point electrodes i and: 2 shown in FIG. I are placed on the workpieces 3 and 4 to be welded together. According to the method according to the invention, the welding current of normal frequency flows from the electrode i via the workpieces 3 and 4 to the electrode 2. In the coils 5 and 6, which surround an iron core, high-frequency energy is conducted, so that a high-frequency magnetic flux is created that penetrates the weld. The arrangement of the high-frequency magnet coils can also be different. So z. B. find two more coils use. The inclination of the coil axis to the workpieces can also be selected differently.

Die Fig. 2 zeigt eine besonders vorteilhafte Anordnung, wie sie insbesondere zum Punkt- und Nahtschweißen Verwendung finden kann. Die nach Patent 695 850 geschalteten Modulatoren 7 und 8 arbeiten auf dem Schweißtransformator g. An die Sekundärwicklung des Schweißtransformators 9 sind beispielsweise die Punktelektroden io angeschlossen. Die Modulatoren 7 und 8 werden von einem normalen Wechselspannungsnetz i i gespeist, so daß der über die Elektroden io fließende Schweißstrom ebenfalls von normaler Frequenz ist. Zur erfindungsgemäßen Speisung der Spulen 5 und 6 zwecks Erzeugung eines Hochfrequenzmagnetflusses wird nun beispielsweise .die Hochfrequenz durch Aussieben der Nutenfrequenz des Modulators 8 erzeugt. Hierzu dient der aus Induktivität 12 und Kapazität 13 bestehende Siebkreis. Die ausgesiebte Hochfrequenz wird über die Leitungen 14 und 15 zu den Spulen 5 bzw. 6 geleitet. Die Leitungen zur Spule 5 sind zur Verdeutlichung der Zeichnung fortgelassen. Nach einem weiteren Erfindungsgedanken kann neben der magnetischen Beeinflussung der Werkstücke auch noch eine Beeinflussung derselben durch einen Hochfrequenz- Strom erfolgen. In diesem Fall wird nicht nur den Spulen 5 und 6 (Fig. 3) Hochfrequenzenergie zugeleitet, sondern die Zuleitungen zu den Elektroden sind zusätzlich an eine Hochfrequenzstromquelle 16 angeschlossen. Die bei 16 angeschlossene Hochfrequenz kann in der soeben beschriebenen Weise ebenfalls erzeugt werden.Fig. 2 shows a particularly advantageous arrangement as it can be used in particular for spot and seam welding. The modulators 7 and 8 switched according to patent 695 850 work on the welding transformer g. The point electrodes io, for example, are connected to the secondary winding of the welding transformer 9. The modulators 7 and 8 are fed by a normal alternating voltage network ii, so that the welding current flowing through the electrodes io is also of normal frequency. In order to supply the coils 5 and 6 according to the invention for the purpose of generating a high-frequency magnetic flux, the high-frequency, for example, is now generated by sieving out the slot frequency of the modulator 8. The filter circuit consisting of inductance 12 and capacitance 13 is used for this purpose. The high frequency filtered out is conducted via lines 14 and 15 to coils 5 and 6, respectively. The lines to the coil 5 are omitted to clarify the drawing. According to a further idea of the invention, in addition to influencing the workpieces magnetically, they can also be influenced by a high-frequency current. In this case, not only is high-frequency energy fed to the coils 5 and 6 (FIG. 3), but the feed lines to the electrodes are also connected to a high-frequency power source 16. The high frequency connected at 16 can also be generated in the manner just described.

Um zu verhindern, daß die Niederfrequenz in den Hochfrequenzstromkreis bzw. die Hochfrequenz in den Niederfrequenzstromkreis eindringen kann, liegen in den betreffenden Leitungen an sich bekannte, auf Resonanz abgestimmte Sperrkreise. Der als Sperrkreis für die Hochfrequenz dienende Resonanzkreis wird vorzugsweise durch eine der Schweißtransformatorspulen gebildet, zu der :eine vorzugsweise regelbare Kapazität geschaltet ist.To prevent the low frequency from entering the high frequency circuit or the high frequency can penetrate the low frequency circuit are in the lines concerned known per se, tuned to resonance blocking circuits. The resonant circuit serving as a blocking circuit for the high frequency is preferred formed by one of the welding transformer coils, to which: a preferably controllable Capacity is switched.

Es kann weiterhin der Fall eintreten, daß die Schweißstromleitungen, vor allem die Arme der Schweißmaschine, unbedingt auch als Zuleitung für die Hochfrequ:enzenergie dienen müssen, da die besondere Anordnung der Maschine ein unmittelbares Zuleiten der Hochfrequenz zu den Elektroden nicht :gestattet. Hierbei ist es dann vorteilhaft, in eine der Schweißstromzuleitungen :einen Stromwandler 18 zu legen, an dessen Sekundärwicklung eine vorzugsweise regelbare Kapazität 17 angeschlossen ist. Der aus der Sekundärwicklung des Wandlers 18 und Kondensator 17 gebildete Schwingungskreis wird auf die zur Anwendung kommende Hochfrequenz abgestimmt, die bei 16 zugeführt wird.It can also happen that the welding current leads, especially the arms of the welding machine, also as a supply line for the high-frequency energy must serve, since the special arrangement of the machine a direct supply the high frequency to the electrodes not: permitted. It is then advantageous to in one of the welding current supply lines: to place a current transformer 18 on its secondary winding a preferably controllable capacitance 17 is connected. The one from the secondary winding the resonant circuit formed by the transducer 18 and capacitor 17 is applied to the tuned incoming high frequency which is fed at 16.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Methods of electrical resistance welding, characterized in that in addition to the welding current used to generate heat normal frequency a high frequency magnetic flux. is passed through the workpieces.

2: The method according to claim i, characterized in that the duration of the High frequency magnetic flux is adjustable.

3. The method according to claim i and 2, characterized characterized in that the duration of the high frequency magnetic flux is greater than that of the Welding current is. q ..

Method according to claims i to 3, characterized in that that a periodically interrupted high frequency magnetic flux across the weld is directed.

5. The method according to claim i to q., Characterized in that a periodically interrupted welding current of normal frequency is used and A high-frequency magnetic flux follows after each welding current surge.

6. Procedure according to Claims i to 5, characterized in that there is also a high-frequency current is passed directly through the workpieces over the welding point.

7. Procedure according to claims i to 6, characterized in that the additional high-frequency current is periodically interrupted. B.

Method according to claims i to 7, characterized in that that the high frequency current and the high frequency magnetic flux act simultaneously. G.

Method according to Claims i to 8, characterized in that the high-frequency current and the high frequency magnet flux act alternately. ok

Method according to claim i to g, characterized in that two modulators are used to generate welding current can be used according to patent 695 85o and the high frequency by sieving out the groove frequency one of the two modulators is generated. ii.

Method according to claims i to io, characterized in that the high-frequency current is generated by multistage repetitive frequency multiplication is generated from the welding current.

12. The method according to claim i to ii, characterized in that the frequency multiplication ruhende- 695,850 sieved high frequency is applied to the of one of the modulators according to Patent.